20250720键绳之于机器人
$南山智尚(SZ300918)$ $大业股份(SH603278)$ $恒辉安防(SZ300952)$
键绳应用在灵巧手中的优势和不足
优势
轻量化与高自由度适配性
有机高分子纤维材料（如超高分子量聚乙烯）的重量仅为钢制绳索的1/6，显著降低灵巧手整体质量，提升运动灵活性。
适用于20个以上自由度的设计，能更好地释放高自由度需求。
成本与综合性能优势
键绳驱动方案成本显著低于微型丝杠和谐波减速器方案，且综合性能表现优异，被列为优先技术路径。
允许电机后置（如放置于肘部或掌部），可选用性价比更高的小功率无刷电机或空心杯电机。
抗冲击性与传动惯量小
键绳的柔性特性使其具备良好的抗冲击性，传动惯量小，适合高速高动态动作。
量产潜力与降本空间
未来大规模量产有望将成本降低30%-40%，海外供应商（如东丽、3M）的有机高分子材料研发已占据重要地位。
不足
寿命与疲劳问题
高分子纤维材料在长期使用（如10万次往复运动）后可能出现表面毛刺，影响传动效率。
键绳需作为耗材定期更换（平均1-1.5年/次），全生命周期成本较高。
耐热性缺陷
68-91℃时拉伸强度衰退约27.4%；
150-200℃时抗拉强度下降幅度达47.3%。
有机高分子材料在高温环境下性能衰退明显：
高温场景（如金属冶炼）需改用钢制绳索。
蠕变与精度控制挑战
所有键绳材料均存在蠕变（弹性形变）问题，长期使用会导致传动精度下降，需依赖软件算法补偿。
对控制系统要求较高，需通过模拟算法解决形变问题。
工艺复杂性与二次加工成本
键绳需二次加工（如压球头、端子固定、表面涂层），工艺复杂度推高成本。
原材料（如超高分子聚乙烯）按吨计价低廉，但成品单价可达80-100元/米。
机器人键绳有哪些主流方案
钢制绳索（铁基合金）：
优点耐热性好（高温下性能稳定）、抗蠕变性强、环境适应性优。
缺点质量大（增加电耗）、可能引发NVH（噪声、振动）问题，替换周期约0.5年。
有机高分子纤维材料（如超高分子量聚乙烯）：
优点轻量化（重量约为钢绳的1/6）、抗拉强度与钢绳相当（部分TPU类材料更优）、抗蠕变性能优秀。
缺点耐热性差（150-200℃时抗拉强度下降47.3%）、长期使用后可能出现表面毛刺，替换周期约1-1.5年。
改进方向通过表面涂层提升耐热性（如UV防护涂层），或采用混纺/树脂涂层增强耐磨性。
机器人键绳市场空间多大
单台用量灵巧手腱绳用量为单台机器人64根（双手各32根），每根腱绳对应1个自由度（文档1、4）。
单价范围
超高分子量聚乙烯腱绳：单根约80元（文档1）。
金属腱绳（钢丝绳/钨丝）：单根200-400元（文档4、6）。
渗透率假设
腱绳方案在灵巧手中的渗透率约50%（文档1、4）。
超高分子量聚乙烯材料占主流（文档6、7）。
机器人销量预测
2030年全球人形机器人销量：100万-300万台。
市场空间测算
保守估算（100万台销量，50%渗透率，单价80元/根）：市场规模= 100万 *64*50%*80= 25.6 亿元
中性估算（200万台销量，60%渗透率，单价150元/根）市场规模= 200万 *64*60%*150= 115.2 亿元
乐观估算（300万台销量，70%渗透率，单价200元/根）
市场规模= 100万 *64*70%*200= 268.8 亿元
机器人键绳领域的核心标有哪些
1. 南山智尚（高分子腱绳核心标的）
核心优势公司专注于超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE），产品强度覆盖34-42cN/dtex，产能达3600吨，技术积累深厚。其腱绳产品具备高耐磨性、抗蠕变性和轻量化特性，已通过达芬奇手术机器人测试，并切入灵巧手、外骨骼等领域。
客户进展获得海外舍弗勒及国内银河通用、YSC等机器人企业订单，并送样头部手机/汽车厂商、上海机器人企业等20余家客户。若取得50%市场份额，腱绳业务有望贡献5亿+增量利润。
业务拓展布局电子皮肤、尼龙66外衣等轻量化材料，在养老、情趣机器人领域价值量超万元/台。
2. 大业股份（金属腱绳核心标的）
产品路线主攻金属丝腱绳（钢丝绳/钨丝），ASP约4-5k/台，已收到某客户50万米报价要求，并与中科院、智元机器人等送样测试。
技术突破金属腱绳在抗拉强度、耐高温性上具优势，尤其适用于高负载场景（如工业机器人灵巧手）。公司通过清华团队接触更多客户，产业化进展较快。
其他潜在标的：
同益中超高分子量聚乙烯纤维产能7960吨，产品可用于腱绳，但文档未明确提及其机器人领域进展。
恒辉安防具备高分子材料技术储备，但文档未提及其机器人腱绳业务实质性进展。